高频电子线路第6章混频
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高频电子线路第6章振幅调制解调及混频
Pmax Pc (1 m)2 Pmin Pc (1 m)2
(6―14)
《高频电路原理与分析》
第6章振幅调制、 解调及混频
2.
在调制过程中,将载波抑制就形成了抑制载波双边 带信号,简称双边带信号。它可用载波与调制信号相乘 得到,其表示式为
uDSB (t) kf (t)kf (t)uC 在单一正弦信号uΩ=UΩcosΩt调制时,
uAM(t)=UM(t)cosωct=UC(1+mcosΩt)cosωct （6―5）
上面的分析是在单一正弦信号作为调制信号的情
况下进行的,而一般传送的信号并非为单一频率的信号,
例如是一连续频谱信号f（t）,这时,可用下式来描述调
幅波:
uAM (t) UC[1 mf (t)]cosct
（6―6 ）
u
0
t
uC
(a)
0
t
(b) u AM (t)
mUc
m＜ 1
Uc
0
t
(c) u AM (t)
m＝ 1
0
t
uAM (t)
(d)
m＞ 1
0
t
(e)
《高频电路原理与分析》
u
0
t
uC
(a)
0
t
(b) u AM (t)
mUc
m＜ 1
Uc
0
t
(c) u AM (t)
m＝ 1
0
t
uAM (t)
(d)
m＞ 1
0
t
图6―1 AM调制过程中的信号波形
Um(t)=UC+ΔUC（t）=UC+kaUΩcosΩt
=UC(1+mcosΩt)
高频电路基础第6章-混频器ppt课件
选择适宜的任务点和本振幅度，可以使得场效应管得到 最大的变频跨导，但又不会产生过大的失真
2021/7/25
.
18
减少输出中无用分量的方法
混频器中只需n=2的交叉乘积项中含有的和频或差频分量是 需求的，其他一切组合频率分量都是无用输出。为了阻止无用 输出，实践的混频器在以下几方面采取措施： 在输出端用滤波器取出需求的频率成分，抑制无用输出 在电路构造上采取一定的抵消、补偿等手段消除无用输出 改动非线性器件任务形状
第6章 混频器
.
频谱变换
调制：将音讯信号调制到载波上
调制
fC
解调
信息信号的频谱
f 已调信号的频谱
变频：将已调信号改动到另一个载频。根据改动前后的频率 高低，分成上变频和下变频
2021/7/25
上变频 下变频
.
f
2
变频的作用
改动载波的频率〔上变频、下变频〕，到达某个需 求的频率。
经过变频，可以实现对不同频率的输入信号以同一 个频率进展放大，从而满足对于增益、带宽、矩形 系数等一系列目的
iC (t) gm (t) vRF gm (t) VRF cosRFt
其中
gm (t)
io vi
io iQ (t )
称为时变跨导
2021/7/25
.
22
将时变跨导展开：
gm (t) g0 g1 cosLOt g2 cos 2LOt ...
其中：
gn
211ggm m(t()tc)dos((nLt)Lt)d (Lt)
(1
vgs VGS (off
)
)2
I DSS
(1
VGSQ
VL
cos Lt
VGS (off
2021/7/25
.
18
减少输出中无用分量的方法
混频器中只需n=2的交叉乘积项中含有的和频或差频分量是 需求的，其他一切组合频率分量都是无用输出。为了阻止无用 输出，实践的混频器在以下几方面采取措施： 在输出端用滤波器取出需求的频率成分，抑制无用输出 在电路构造上采取一定的抵消、补偿等手段消除无用输出 改动非线性器件任务形状
第6章 混频器
.
频谱变换
调制：将音讯信号调制到载波上
调制
fC
解调
信息信号的频谱
f 已调信号的频谱
变频：将已调信号改动到另一个载频。根据改动前后的频率 高低，分成上变频和下变频
2021/7/25
上变频 下变频
.
f
2
变频的作用
改动载波的频率〔上变频、下变频〕，到达某个需 求的频率。
经过变频，可以实现对不同频率的输入信号以同一 个频率进展放大，从而满足对于增益、带宽、矩形 系数等一系列目的
iC (t) gm (t) vRF gm (t) VRF cosRFt
其中
gm (t)
io vi
io iQ (t )
称为时变跨导
2021/7/25
.
22
将时变跨导展开：
gm (t) g0 g1 cosLOt g2 cos 2LOt ...
其中：
gn
211ggm m(t()tc)dos((nLt)Lt)d (Lt)
(1
vgs VGS (off
)
)2
I DSS
(1
VGSQ
VL
cos Lt
VGS (off
高频电子线路第六章课后习题答案
因此,输出信号中包含了的基频分量和 ( ωc + ) ,ωc ) ( 频率分量.
11
高频电子线路习题参考答案
(2) u u u′ 1 = c + u , u′ 2 = c u D D 2 2 在忽略负载的反作用时,
u ′ 1 = g D K ( ωc t ) c + u i1 = g D K (ωc t )uD 2 i = g K (ω t )u′ = g K (ω t ) uc u D c D2 D c 2 2 uo = ( i1 i2 ) RL = 2 RL g D K (ωc t )u 2 2 1 2 = 2 RL g DU + cos ωc t cos 3ωc t + cos 5ωc t + ..... cos t 3π 5π 2 π
8
高频电子线路习题参考答案
所以,(b)和(c)能实现DSB调幅 而且在(b)中,包含了ωc的奇次谐波与Ω的和频与差频分 量,以及ωc的偶次谐波分量. 在(c)中,包含了ωc的奇次谐波与Ω的和频与差频分量, 以及ωc的基频分量.
9
高频电子线路习题参考答案
6-5试分析图示调制器.图中,Cb对载波短路,对音频开路; uC=UCcosωct, u =U cos t (1)设UC及U 均较小,二极管特性近似为i=a0+a1u2+a2u2.求 输出uo(t)中含有哪些频率分量(忽略负载反作用)? (2)如UC>>U ,二极管工作于开关状态,试求uo(t)的表示式. (要求:首先,忽略负载反作用时的情况,并将结果与(1) 比较;然后,分析考虑负载反作用时的输出电压.
7
高频电子线路习题参考答案
i Lc = ( i1 i2 ) = g D K (ωc t )( u + uc ) g D K (ωc t π )( u uc ) = g D K (ωc t ) K (ωc t π ) u + g D K (ωc t ) + K (ωc t π ) uc = g D K ′(ωc t )u + g D uc 4 4 cos 3ωc t + ...... U cos ω t + g DU c cos ωc t = g D cos ωc t 3π π cos(ωc + ω )t + cos(ωc ω )t 2 g DU + g U cos ω t 1 1 D c c π cos(3ωc + ω )t cos(3ωc ω )t + ..... 3 3
高频电子线路 胡宴如版
高频电子线路(胡宴如耿苏燕主编)习题解答目录第２章小信号选频放大器 1第3章谐振功率放大器 4第4章正弦波振荡器10第5章振幅调制、振幅解调与混频电路22第6章角度调制与解调电路38第7章反馈控制电路49第2章小信号选频放大器2.1 已知并联谐振回路的求该并联回路的谐振频率、谐振电阻及通频带。
[解]2.2 并联谐振回路如图P2.2所示，已知：信号源内阻负载电阻求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。
[解]2.3 已知并联谐振回路的求回路的L和Q以及时电压衰减倍数。
如将通频带加宽为300 kHz，应在回路两端并接一个多大的电阻?[解]当时而由于所以可得2.4 并联回路如图P2.4所示,已知：。
试求该并联回路考虑到影响后的通频带及等效谐振电阻。
[解]2.5 并联回路如图P2.5所示，试求并联回路2－3两端的谐振电阻。
已知：(a)、、，等效损耗电阻，；(b) 、，、。
[解]2.6 并联谐振回路如图P2.6所示。
已知：，，，，，匝比，，试求谐振回路有载谐振电阻、有载品质因数和回路通频带。
[解] 将图P2.6等效为图P2.6(s)，图中2.7 单调谐放大器如图2.2.4(a)所示。
已知放大器的中心频率，回路线圈电感，，匝数匝，匝，匝，，晶体管的参数为：、、、。
试求该大器的谐振电压增益、通频带及回路外接电容Ｃ。
[解]2.8 单调谐放大器如图2.2.4(a)所示。
中心频率，晶体管工作点电流，回路电感，，匝比，，、，，试求该放大器的谐振电压增益及通频带。
[解]第３章谐振功率放大器3.1 谐振功率放大器电路如图3.1.1所示，晶体管的理想化转移特性如图P3.1所示。
已知：，，回路调谐在输入信号频率上，试在转移特性上画出输入电压和集电极电流波形，并求出电流导通角及、、的大小。
[解] 由可作出它的波形如图P3.1(2)所示。
根据及转移特性，在图P3.1中可作出的波形如(3)所示。
由于时，则。
因为，所以则得由于，，，则3.2 已知集电极电流余弦脉冲，试求通角，时集电极电流的直流分量和基波分量；若，求出两种情况下放大器的效率各为多少？[解] (1) ，，(2)?，，3.3 已知谐振功率放大器的，，，，试求该放大器的、、以及、、。
电子行业-高频电子线路混频部分 精品
➢ 通常使实际输出电平低于其理想电平， 定值(3dB 或l dB)的输入电平的大小来表示压缩性能的好坏。
➢ 此输入电平电平称为混频器3dB压缩电平。此电平 越高，性能越好。
中频输 出电平/dB 3 dB
3 dB压缩 电平
输入电 平/dB
图6―55 混频器输入、输出电平的关系曲线
5)
➢混频器的中频输出的有用信号(反映为中频,即 fI=fL-fc），不应与其他干扰信号。
(dB)
(6―90) (6―91)
➢变频增益表征了变频器把输入高频信号变换为输 出中频信号的能力。
➢增益越大，变换的能力越强；对接收机而言，有 利于提高灵敏度。
2)
混频器的噪声系数NF定义为
NF
输入信噪比(信号频率) 输出信噪比(中频频率)
(6―92)
➢ 描述混频器对所传输信号的信噪比影响的程度。 ➢ 混频级对接收机整机噪声系数影响大，所以希望混频器的
输入信号为己调波,其频谱为Fs(ω),则
Fo ( )
1
2
Fs ( ) FL ( )
1 2
Fs ( ) [
(
c)
(
c )]
1 2
[Fs (
c )
Fs (
c )]
|FL( )|
－L
0
(a)
|Fs( )|
－c
0
c
(b)
|Fo( )|
－ (L＋c)
－I＝ － ( L－c) 0 (c)
I＝L－c
图6―54
3．
1)
变频电压增益定义为变频器中频输出电压振幅UI
与高频输入信号电压振幅Us之比,即
Kvc
UI Us
(6―88)
➢ 此输入电平电平称为混频器3dB压缩电平。此电平 越高，性能越好。
中频输 出电平/dB 3 dB
3 dB压缩 电平
输入电 平/dB
图6―55 混频器输入、输出电平的关系曲线
5)
➢混频器的中频输出的有用信号(反映为中频,即 fI=fL-fc），不应与其他干扰信号。
(dB)
(6―90) (6―91)
➢变频增益表征了变频器把输入高频信号变换为输 出中频信号的能力。
➢增益越大，变换的能力越强；对接收机而言，有 利于提高灵敏度。
2)
混频器的噪声系数NF定义为
NF
输入信噪比(信号频率) 输出信噪比(中频频率)
(6―92)
➢ 描述混频器对所传输信号的信噪比影响的程度。 ➢ 混频级对接收机整机噪声系数影响大，所以希望混频器的
输入信号为己调波,其频谱为Fs(ω),则
Fo ( )
1
2
Fs ( ) FL ( )
1 2
Fs ( ) [
(
c)
(
c )]
1 2
[Fs (
c )
Fs (
c )]
|FL( )|
－L
0
(a)
|Fs( )|
－c
0
c
(b)
|Fo( )|
－ (L＋c)
－I＝ － ( L－c) 0 (c)
I＝L－c
图6―54
3．
1)
变频电压增益定义为变频器中频输出电压振幅UI
与高频输入信号电压振幅Us之比,即
Kvc
UI Us
(6―88)
西电 高频电子线路 RF6&7
uSSB U cos(C ) t 或U cos(C ) t
U cosΩ t cos C t U sinΩ t sin C t
10
6.1.1
振幅调制信号分析
ˆ (t ) sin t uSSB f (t ) cosC t f C
11
6.1.1
振幅调制信号分析
1 mU C 2 m2 P 1 ( mU )2 m Pc 2 边频功率: P 2 RL ( 2 C ) 4 Pc 1 uC U 2 2 P d2 ct 2R 2 4 1 u 2 c( 1 u AM (t ) 1 t ) 1 L 22 AM 2 R P d t U (1 d m cos t t ) U L c C c C( 2 2 2 2 R 2 R 2 RL 1 uCL RL U C 2 L AM信号平均 1 m Pc d ct 2 ) P Pd t P (1 2 R 2 R 2 2 av c 1 m (周期内): t ) L) L 功率 P P (1 m cos t ) u 2 (t ) 2 1 Pav 2 Pd t P (1 c (1 m cos c AM c P d ct 2 2 2 RL 2 1 u AM (t ) 1 2 2 2 d t U (1 m cos t) c周期内AM功率: P P (1 m cos t ) c C c 2 RL 2 RL
(t ) c t k p U cos t
( t ) d( t ) / dt
c k f U sin t
uPM=UC cos(ωct+ mpcos t )
U cosΩ t cos C t U sinΩ t sin C t
10
6.1.1
振幅调制信号分析
ˆ (t ) sin t uSSB f (t ) cosC t f C
11
6.1.1
振幅调制信号分析
1 mU C 2 m2 P 1 ( mU )2 m Pc 2 边频功率: P 2 RL ( 2 C ) 4 Pc 1 uC U 2 2 P d2 ct 2R 2 4 1 u 2 c( 1 u AM (t ) 1 t ) 1 L 22 AM 2 R P d t U (1 d m cos t t ) U L c C c C( 2 2 2 2 R 2 R 2 RL 1 uCL RL U C 2 L AM信号平均 1 m Pc d ct 2 ) P Pd t P (1 2 R 2 R 2 2 av c 1 m (周期内): t ) L) L 功率 P P (1 m cos t ) u 2 (t ) 2 1 Pav 2 Pd t P (1 c (1 m cos c AM c P d ct 2 2 2 RL 2 1 u AM (t ) 1 2 2 2 d t U (1 m cos t) c周期内AM功率: P P (1 m cos t ) c C c 2 RL 2 RL
(t ) c t k p U cos t
( t ) d( t ) / dt
c k f U sin t
uPM=UC cos(ωct+ mpcos t )
高频电子线路课件：模拟调幅、检波与混频电路
Ma
k
U m Ucm
,
0＜Ma≤1, k为比例系数。
0
t
0
表达式: uc(t)
Ucm
M a0
Umax Umin Umax Umin
t
U
m
ax U U0
cm
c
m
c
Ucm Umin U Fra bibliotekcmuAM(t)
Uma x
包络
Ucm
Umin 0
（6.2.2）
t
0 c－ c c＋
(a)
(b)
式(6.2.1)又可以写成
第6章 模拟调幅、检波与混频电路 (线性频率变换电路)
６.１ 概述 ６.２ 振幅调制与解调原理 ６.３ 调幅电路 ６.４ 检波电路 ６.５ 混频 ６.６ 倍频 ６.７ 接收机中的自动增益控制电路 ６.８ 实例介绍 ６.9 章末小结
6.1
调制电路与解调电路是通信系统中的重要组成部分。 正 如绪论中所介绍的, 调制是在发射端将调制信号从低频段变 换到高频段, 便于天线发送或实现不同信号源、不同系统的 频分复用；解调是在接收端将已调波信号从高频段变换到低 频段, 恢复原调制信号。
cos(2n
1)ct
=gUcm(1+MacosΩt)cosωct·
其中的低频分量是:
1
gUcm(1 M a cost)
uAM(t)
非 线 性 器 件 低 通 滤 波 器 u(t)
图 6.2.5 包络检波原理图
(2) 同步检波。
同步检波必须采用一个与发射端载波同频同相(或固定相 位差)的信号, 称为同步信号。
一般情况下， 正交调幅信号的波形比较复杂。 图6.2.12 给出了单频调制时的频谱图。
高频电路原理与分析-第6章振幅调制解调与混频课件.ppt
第6章振幅调制、 解调及混频
为了避免产生惰性失真,必须在任何一个高频周期
内,使电容C通过R放电的速度大于或等于包络的下降速
度,即
uo U (t) t t
(6―55)
如果输入信号为单音调制的AM波,在t1时刻其包络 的变化速度为
U (t) t
t t1
mUmsin t1
(6―57)
《高频电路原理与分析》
为四象限乘法器
实际典型值：vc(60mv)、 vΩ (300mv)、输出载波抑制
可达60dB。
第6章振幅调制、 解调及混频
二、开关型调幅电路 要求：Vc>>VΩ 即：vc等效为开关函数S(t) 1．双二极管平衡调幅电路
《高频电路原理与分析》
第6章振幅调制、 解调及混频
设：二极管导通电阻为RD，等效负载为2RL 对于D1、D2： vc是共模信号，在RL上相消， vΩ是差模信号，vΩS(t)在RL上相加。
0.6
0.4 0.2
0 10
RC＝ ∞ RC＝ 5
RC＝ 0
gDR
10 0
10 00
图6―40 滤波电路对Kd的影响
《高频电路原理与分析》
第6章振幅调制、 解调及混频
2) 输入电阻Ri
检波器的输入阻抗包括输入电阻Ri及输入电容Ci, 如图6―41所示。输入电阻是输入载波电压的振幅Um与 检波器电流的基频分量振幅I1之比值,即
三、晶体管调幅电路 基极(发射极)调幅： vΩ控制基极(发射极)电压。 集电极(漏极)调幅： vΩ控制集电极(漏极)电压。 由选频网络选出vo(已调信号)。 1.基极调幅电路(发射极调幅电路)
《高频电路原理与分析》
第6章振幅调制、 解调及混频
高频电子线路第6章参考答案第四版
2(1 0.5cos 2 103 t )cos 2 106 t ( V)
3 uo ( t ) K d U （ t ) 1.8(1 0.5cos 2 10 t )( V) s
19
高频电子线路习题参考答案
6－32 图示为二极管平衡电路，用此电路能否完成振幅调制 （AM、DSB、SSB）、振幅解调、倍频、混频功能？ 若能，写出u1、u2应加什么信号，输出滤波器应为什么 类型的滤波器，中心频率f0、带宽B如何计算？
8
高频电子线路习题参考答案
所以，（b）能实现DSB调幅 而且在（b）中，包含了ωc的奇次谐波与Ω的和频与差频分 量，以及ωc的偶次谐波分量。
9
高频电子线路习题参考答案
6－15 图示为斩波放大器模型，试画出A、B、C、D各点电 压波形。
题6—15图
10
高频电子线路习题参考答案
解6-15
uA k M u K (C t ) 2 2 1 2 k M U cos C t cos 3C t cos 5C t ...... cos t 3 5 2 2 K1k M U K1k M U uB cos C t cos t cos(C )t cos(C )t
11
高频电子线路习题参考答案
各点波形如下
12
高频电子线路习题参考答案
6—16 振幅检波器必须有哪几个组成部分？各部分作用如何？ 下列各图（见图所示）能否检波？图中R、C为正常值， 二极管为折线特性。
题6－16图
解6-16 振幅检波器应该由检波二极管，RC低通滤波器组成，RC电 路的作用是作为检波器的负载，在其两端产生调制电压信号， 滤掉高频分量；二极管的作用是利用它的单向导电性，保证在 输入信号的峰值附近导通，使输出跟随输入包络的变化。 13
3 uo ( t ) K d U （ t ) 1.8(1 0.5cos 2 10 t )( V) s
19
高频电子线路习题参考答案
6－32 图示为二极管平衡电路，用此电路能否完成振幅调制 （AM、DSB、SSB）、振幅解调、倍频、混频功能？ 若能，写出u1、u2应加什么信号，输出滤波器应为什么 类型的滤波器，中心频率f0、带宽B如何计算？
8
高频电子线路习题参考答案
所以，（b）能实现DSB调幅 而且在（b）中，包含了ωc的奇次谐波与Ω的和频与差频分 量，以及ωc的偶次谐波分量。
9
高频电子线路习题参考答案
6－15 图示为斩波放大器模型，试画出A、B、C、D各点电 压波形。
题6—15图
10
高频电子线路习题参考答案
解6-15
uA k M u K (C t ) 2 2 1 2 k M U cos C t cos 3C t cos 5C t ...... cos t 3 5 2 2 K1k M U K1k M U uB cos C t cos t cos(C )t cos(C )t
11
高频电子线路习题参考答案
各点波形如下
12
高频电子线路习题参考答案
6—16 振幅检波器必须有哪几个组成部分？各部分作用如何？ 下列各图（见图所示）能否检波？图中R、C为正常值， 二极管为折线特性。
题6－16图
解6-16 振幅检波器应该由检波二极管，RC低通滤波器组成，RC电 路的作用是作为检波器的负载，在其两端产生调制电压信号， 滤掉高频分量；二极管的作用是利用它的单向导电性，保证在 输入信号的峰值附近导通，使输出跟随输入包络的变化。 13
高频电路A讲稿(第6章 幅调制、解调和混频)
io (t )
Io 1 uuC , 4 VT2
其中 | U | 、 | U C | 26mv
5/20
高频电子线路 A 课堂讲稿
4、SSB 调制电路：有滤波法和移相法两种。 (1)滤波法：由二极管平衡调制器和边带滤波器组成。 边带滤波器是一个带通滤波器，常用边带滤波器有：机械滤波器、晶体滤波器和陶瓷滤波器。 (2)移相法：移相法可以从 SSB 信号的表达式来理解。
i i1 i2 g D K (ct )(uc u ) g D K (ct )( uc u ) g D uc g D K (ct )u
显然不能实现 DSB 调制。
6/20
高频电子线路 A 课堂讲稿
(d)由电路图可得：
u D1 u c u u D2 uc u
i1 g D K (c t )u D1 i2 g D K (c t )u D 2
i i1 i2 2 g D K (c t )uc
显然不可能实现 DSB 调制。 三、调幅信号的解调 概念：从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调，又称为检波。解调是调制的逆过程。 原理：属于频谱的线性搬移，可以使用第 5 章介绍的方法。 1 调幅解调方法：包络检波和同步检波两大类。 (1) 包络检波：解调器输出电压与输入已调波的包络成正比。 包络检波器分类：峰值包络检波器和平均包络检波器。主要讲峰值包络检波器。 电路组成：非线性电路+低通滤波器。 用途：只能用于 AM 信号解调。 (2)同步检波：要在接收端产生一个与发送端同频同相的参考载波。 分类：包括乘积型和叠加型两类。
iL 2 g D K (C t )u
g DU cos t 2 g DU cos(C )t 2 g DU cos(C )t ......
高频电子线路课后答案 (1).
2-4 解： 已知 输入信号vs 3cost，则vGS VGS vs ，得
iD
I DSS
1
vGS VGS off
2
15
1
VGS vs VGS off
2
151
4
3cost
2
8
151
4 3cost
8
2
15
1 2
3 8
cos t
2
15
1 4
3 8
cos
t
9 64
cos2
1 02 2 f02 2 6.8106 2 (0.068106) rad / s
2 QL2
2QL2
2 50
所以 ∆ωs >α ，为过参差
⑵ 平坦参差应为 ∆ωs =α 即
2 (0.068106 )
fs 2
2
0.068MHz
f01 f0 fs 6.5106 0.068106 6.432MHz
(1)
L
(2
1 f0 )2 C
1
(2 465103)2
200 1012
585.739H
QL
f0 BW
465103 8 103
58.125
1
1
S
2
2
1 QL2
ห้องสมุดไป่ตู้
0
0
1
QL2
f f0
f0 f
1
0.375
1
58.1252
465+10 465
465 465 10
2
第01章 小信号调谐放大器
1-14已以知及解晶：体AV管0 的1y0参0 数Gy，fTe 可，先f0算出10如M下H结z ，果BW 500 kHz
高频电子线路课件9-3
(2), 输入输出均为双边带调幅波
us (t ) U sm cost cosst uI (t ) U Im cost cosI t us (t ) U sm cos(s )t uI (t ) U Im cos(I )t
(3), 输入输出均为单边带调幅波
(4), 输入输出均为调频波
(三)什么叫镜像频率干扰？
1, f L f s f I 为正常接受。 2,由产生干扰的条件为： p fI f n f L ，当p 1, q q
q 1, f n f L f I，即f n f L f I 称为镜像频率干扰 .
3, 产生原因：输入回路选 择性不好，f n f L f I 的强干扰信号进入混频 器，由非线性的二次方 项产生f n f L f I的镜像频率干扰 . 4, 减小镜像频率干扰的方 法 : 提高输入回路的
干扰信号的包络信息到了 有用信号上，交调失真
变频后所需项
四，互调干扰？ 定义：是指两个或多个干扰电压同时 作用在混频器的输入端，产生近似为信号 的频率，再经过混频器的非线性产生近似 为中频的组合分量。 产生条件：±p fn1 ±q fn2 = fs ， 原因：输入回路的选择性太差。
p 1 1, 满足f s f I时，产生低频哨声 q p 2,中频干扰条件是： f n f I，
2,当组合频率满足 pfL qfn f I， 则组合频率就能通过中 频带通滤 波器进入检波器，从而 造成干扰。
pfL qfn f I 3, pfL qfn f I 只有 pfL qfn f I 两式成立,即pfL qfn f I， p fI 即f n f L 的干扰信号会产生干扰 。 q q
高频电子线路 第六章 2
m 1
高频电子线路
第6章
振幅调制、解调及混频
第一节
振幅调制
已调波信号的幅度随调制信号而变化。因此，调幅信 号幅度的包络线近似为调制信号的波形。只要能取出这 个包络信号就可实现解调。
U
高频电子线路
第6章
振幅调制、解调及混频
第一节
（2）普通调幅波的频谱与带宽 (a)
Uc
0 F
振幅调制 f
uAM (t ) U m (t ) cos c t U C [1 m cos t ]cos c t
R Ri 2
高频电子线路
第6章
振幅调制、解调及混频
第一节
振幅调制
根据能量守恒
θ 很小时，
Uo Kd cos 1 Um
2 2 Um Uo 2 Ri R
R Ri 2
高频电子线路
第6章
振幅调制、解调及混频
第一节
振幅调制
3．检波器的失真 二极管峰值包络检波器存在两种失真。 (1) 惰性失真
(3)
的导通角 很小,所以工 作在输入信号的峰值附近
i
高频电子线路
第6章
振幅调制、解调及混频
第一节
振幅调制
(4)输出电压接近于高频正弦
波的峰值, Uo≈Um (5)二极管电流iD包含平均 分量Iav及高频分量。
高频电子线路
第6章
振幅调制、解调及混频
第一节
振幅调制
2、输入AM波
ui (t ) Um (1 m cos t ) cos c t
3
3 gD R
高频电子线路
第6章
振幅调制、解调及混频
第一节
Kd 1 .0 0 .8 0 .6 0 .4 0 .2 0 gDR 20 40 60 80 1 00
高频电子线路-李福勤-第六章
按采用的非线性器件不同，混频器有三极管混频器、二
极管混频器和用集成模拟乘法器构成的混频器，还有采用 变容二极管等非线性电抗器件构成的参量混频器等。
CHENLI
7
6．2幅度调制电路
1、调幅波的数学表达式和波形
(1) 数学表达式
uAM(t) (U C m k a U m c o t)c so c ts
经中心频率为flmsmlmsmimcoslmsm二极管平衡混频二极管平衡混频lmsmcoscoslmsm基本原理基本原理利用三极管利用三极管iicc和和uu的非线性来进行频率变换的非线性来进行频率变换几种基本形式几种基本形式三极管混频三极管混频5混频干扰混频干扰组合频率干扰组合频率干扰混频器本身的组合频率中无用频率分量所引起的干扰混频器本身的组合频率中无用频率分量所引起的干扰副波道干扰副波道干扰由于接收机前端选择性不好由于接收机前端选择性不好外界干扰信号窜入而引起外界干扰信号窜入而引起的干扰的干扰最强两个最强两个
CHENLI
5
混频器结构及工作原理
CHENLI
6
从电路结构来说，混频器有两种形式。如果非线性器件本 身既产生本振信号又实现混频，则称为变频器；如果非线 性器件本身仅实现混频，而本振信号由单独的振荡器提供， 则称为混频器。变频器的优点是电路简单、节省元件，其 缺点是本振信号频率容易受到输入信号频率的牵引，电路 工作状态无法使振荡和混频都处于最佳情况，并且一般工 作频率不高。混频器由于本振和混频由不同的器件完成， 从而便于同时调到最佳工作状态，且本振信号频率不易受 到牵引，其缺点是元件多，电路较复杂。
失真：输出中频信号的频谱结构与输入信号的不同 干扰：混频器产生的大量不需要的组合频率分量
CHENLI
29
4、混频电路——模拟乘法器混频器
极管混频器和用集成模拟乘法器构成的混频器，还有采用 变容二极管等非线性电抗器件构成的参量混频器等。
CHENLI
7
6．2幅度调制电路
1、调幅波的数学表达式和波形
(1) 数学表达式
uAM(t) (U C m k a U m c o t)c so c ts
经中心频率为flmsmlmsmimcoslmsm二极管平衡混频二极管平衡混频lmsmcoscoslmsm基本原理基本原理利用三极管利用三极管iicc和和uu的非线性来进行频率变换的非线性来进行频率变换几种基本形式几种基本形式三极管混频三极管混频5混频干扰混频干扰组合频率干扰组合频率干扰混频器本身的组合频率中无用频率分量所引起的干扰混频器本身的组合频率中无用频率分量所引起的干扰副波道干扰副波道干扰由于接收机前端选择性不好由于接收机前端选择性不好外界干扰信号窜入而引起外界干扰信号窜入而引起的干扰的干扰最强两个最强两个
CHENLI
5
混频器结构及工作原理
CHENLI
6
从电路结构来说，混频器有两种形式。如果非线性器件本 身既产生本振信号又实现混频，则称为变频器；如果非线 性器件本身仅实现混频，而本振信号由单独的振荡器提供， 则称为混频器。变频器的优点是电路简单、节省元件，其 缺点是本振信号频率容易受到输入信号频率的牵引，电路 工作状态无法使振荡和混频都处于最佳情况，并且一般工 作频率不高。混频器由于本振和混频由不同的器件完成， 从而便于同时调到最佳工作状态，且本振信号频率不易受 到牵引，其缺点是元件多，电路较复杂。
失真：输出中频信号的频谱结构与输入信号的不同 干扰：混频器产生的大量不需要的组合频率分量
CHENLI
29
4、混频电路——模拟乘法器混频器
高频电子电路6
– 例如从天线上收到1000kHz旳信号，用“超 外差”接受机接受，会使用 1000+465=1465kHz旳本振与之混频，将信 号从1000kHz旳高频段，搬移至465kHz(差频) 旳中频段，以便于放大处理
– 在这里，因为差频肯定不大于原高频信号， 所以起到了“向低处搬移频谱”旳作用
调幅与混频本质旳一致性（续）
• 反之，假如我们想让一种较低频率(一般不大于 4kHz)旳原始语音信息调制到高频(如1000kHz), 以便天线发射，那么我们只要将频率为4kHz旳 语音信息与996kHz旳信号混频，输出端取和频 （996+4=1000kHz），即到达了调制目旳
• 可见调制与混频使用旳电路能够是完全一样旳， 只是输入信号不同，以及输出滤波器旳选择频 率不同罢了。
起串音，啸叫和多种干扰，从而影响有用信号旳正常工作。
一般混频器存在下列干扰：
(1)干扰哨声：接受旳射频信号uc ( fc ) 与本振信号 uL( fL )
旳本身组合干扰，即
pfL
qfc
fI
1B 2
(2)副波道干扰：外来干扰信号 un( fn ) 与本振信号 uL( fL )
旳组合频率产生旳干扰
调幅与混频旳比较
输入信号
输出信号
信号频谱 搬移效果
混频①天线接受旳高频信号 ②高频本振信号
差频
从高频中频
振①幅麦克风产生旳低频信号 调制②高频载波信号
和频 或差频 或两者
从低频高频
6.5.2 混频器主要性能指标
(1)变频增益： 变频电压增益:
Au
输出中频电压振幅 输入高频电压振幅
UI Us
(2)噪声系数:
2ct
U
2 L
– 在这里，因为差频肯定不大于原高频信号， 所以起到了“向低处搬移频谱”旳作用
调幅与混频本质旳一致性（续）
• 反之，假如我们想让一种较低频率(一般不大于 4kHz)旳原始语音信息调制到高频(如1000kHz), 以便天线发射，那么我们只要将频率为4kHz旳 语音信息与996kHz旳信号混频，输出端取和频 （996+4=1000kHz），即到达了调制目旳
• 可见调制与混频使用旳电路能够是完全一样旳， 只是输入信号不同，以及输出滤波器旳选择频 率不同罢了。
起串音，啸叫和多种干扰，从而影响有用信号旳正常工作。
一般混频器存在下列干扰：
(1)干扰哨声：接受旳射频信号uc ( fc ) 与本振信号 uL( fL )
旳本身组合干扰，即
pfL
qfc
fI
1B 2
(2)副波道干扰：外来干扰信号 un( fn ) 与本振信号 uL( fL )
旳组合频率产生旳干扰
调幅与混频旳比较
输入信号
输出信号
信号频谱 搬移效果
混频①天线接受旳高频信号 ②高频本振信号
差频
从高频中频
振①幅麦克风产生旳低频信号 调制②高频载波信号
和频 或差频 或两者
从低频高频
6.5.2 混频器主要性能指标
(1)变频增益： 变频电压增益:
Au
输出中频电压振幅 输入高频电压振幅
UI Us
(2)噪声系数:
2ct
U
2 L
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•(6.2―11)
•(6.2―12)
由以上分析可得到晶体三极管混频器的交流等效 电路如图6.6所示, 据此可导出三极管混频器的电压增 益为
•功率增 益
•(6.2―13) •(6.2―14)
•图6.6 晶体三极管混频器交流等效电路
混频跨导gc越大, KVc、KPc越高。gc大小与晶体管 参数、本振电压幅度和静态偏置电压有关。图6.7和图
uBE=EB+u1+us
•图6.3 晶体三极管混频器
由于U1m>>Usm，且Usm<1, 所以三极管混频器电路是线 性时变电路。EB+u1是时变工作点电压。在时变工作点 附近，把iC用台劳级数展开
•(6.2―1) • 其中，第一项iC0=f(EB+u1)称为混频器的静态时变 集电极电流, 如图6.4所示。可用傅氏级数展开为
3. 混频失真与干扰 混频器的失真有频率失真和非线性失真。此外， 由于器件的非线性还存在着组合频率。某些组合频率 往往是伴随有用信号而存在的，严重地影响了混频器 的正常工作及性能,称之为组合频率干扰。因此，如何 减小失真与干扰是混频器研究中的一个重要问题。
4. 选择性 所谓选择性是指混频器选取出有用的中频信号而 滤除其他信号的能力。选择性越好输出信号的频谱纯 度越高。选择性主要取决于混频器输出端的中频带通 滤波器的性能。 另外，对混频器的要求还有动态范围、稳定性等 等。
2. 噪声系数NF 噪声系数的定义为
•输入信号功率与输入噪声功率之比 •输出信号功率与输出噪声功率之比
由于电路内部噪声的存在。输出信噪比总是小于 输入信噪比，所以噪声系数NF始终大于1。
NF越大，说明电路的内部噪声越大；NF越小，说 明电路内部噪声越小。理想情况，电路内部无噪声， NF=1。
混频器由于处于接收机电路的前端，对整机噪声 性能的影响很大，所以减小混频器的噪声系数是至关 重要的。
高频电子线路第6章混频
2020年8月2日星期日
6.1 概述
混频(或变频)是将信号的频率由一个数值变换成另 一个数值的过程。完成这种功能的电路叫混频器(或变 频器)。如广播收音机，中波波段信号载波的频率为 535kHz~1.6MHz，接收机中本地振荡的频率相应为 1~2.065MHz，在混频器中这两个信号的频率相减，输 出信号的频率等于中频频率465kHz。
•(6.2―2 )
•iC
0
•图6.4 静态时变集电极电流
式(6.2―1)中，f′(EB+u1)是晶体三极管的时变跨导 g(t)，其波形如图6.5所示。同样可以把g(t)用傅氏级数 展开
•(6.2― 3) • 式中，g0是时变电导的平均分量(直流跨导)；g1 是基波跨导；g2称为二次谐波跨导。因此，式(6.2―1) 中的第二项可以写成
6.8分别画出了gc与U1m和EB关系曲线。由图可见，gc与 U1m和EB的关系是非线性关系，U1m和EB过大或过小， gc都较小，只有在一段范围内gc较大。
•图6.7 g(t)、gc与U1m的关系
•它仍然是AM调幅波, 但载波频率变成了ωi
关系也可近似写成
•(6.2―9) • 其中，iB0为静态时变输入电流(受u1控制)；gi(t)是 时变输入电导，把它用傅氏级数展开
•(6.2―10 • 由于混频器输入回路调谐于信号频率fs，因) 此分 析混频器时仅考虑基极电流iB中的信号频率电流
•(6.2―7)
这里 RL为LC并联谐振回路的有载谐振阻抗。中频 输出电压的幅度
•若输入信号us是普通调幅波，即 us=Usmo(1+macosΩt)cosωCt。
•(6.2―8 )
•如果带通滤波器的带宽足够，即B>2Ω，带内阻抗可近 似等于有载谐振阻抗RL。输出的中频电压近似等于 ui=gcRLUsmo(1+macosΩt)cosωit。
此外电视差转机收发频道的转换，卫星通信中上 行、下行频率的变换等等都必须采用混频器。
混频器电路是由信号相乘电路，本地振荡器和带 通滤波器组成，如图6.2所示。
信号相乘电路的输入信号一个是外来的已调波us ，另一个是由本地振荡器产生的等幅正弦波u1。us与u1 相乘产生和、差频信号，再经过带通滤波器取出差频( 或和频)信号ui。
图6.1(a)画出了混频器输入、输出信号的时域波形 。经过混频，信号的载频由高频变成中频，但包络的 形状不变。图6.1(b)画出了输入与输出信号的频谱。经 过混频，载波频率由高频fs变成中频fi，频谱结构没有 变化。所以混频是线性频率变换，也是频谱搬移。
•图6.1 混频器功能图
在无线电技术中，混频的应用非常普遍。在超外 差式接收机中，所有输入信号的频率都要变成中频， 广播收音机的中频等于465kHz，电视接收机的中频等 于38MHz。在发射机中，为了提高发射信号的频率稳 定度，采用一个频率较低的石英晶体振荡器做主振荡 器，产生一个频率非常稳定的主振信号，然后经过频 率的加、减、乘、除运算变换成射频。
• (6.2―4)
••‘'
• 图6.5 时变跨导 g(t)
其中，中频电流分量，即本振频率与信号频率的 差频分量等于
•式中
•集电极中频电流幅度 •输入信号电压幅度
•(6.2―5) •(6.2―6)
• 称其为混频跨导，其值等于基波跨导的一半。在 忽略晶体管输出阻抗的情况下，经集电极带通滤波器 的滤波，取出中频电压
6.2 混频电路
6.2.1 三极管混频器
三极管混频器电路如图6.3所示。设接收的信号
us=Usmcosωst，本机振荡电压u1=U1mcosω1t，基极直流 偏置电压为EB，集电极负载为谐振频率等于中频fi=f1fs的带通滤波器。忽略基调效应时，集电极电流iC可近 似表示为uBE的单元函数，
iC=f(uBE),
•图6.2 混频电路的组成框图
1.混频增益KPc
混频增益是指混频器输出的中频信号功率Pi与输 入信号功率Ps之比。
•用分贝表示为
•(6.1―1)
•(6.1―2)
•混频增益的高低与混频电路的形式有关。二极管 混频电路的增益KPc＜1；三极管、场效应管和模拟 乘法器构成的混频电路，其增益可以大于1。
•(6.2―12)
由以上分析可得到晶体三极管混频器的交流等效 电路如图6.6所示, 据此可导出三极管混频器的电压增 益为
•功率增 益
•(6.2―13) •(6.2―14)
•图6.6 晶体三极管混频器交流等效电路
混频跨导gc越大, KVc、KPc越高。gc大小与晶体管 参数、本振电压幅度和静态偏置电压有关。图6.7和图
uBE=EB+u1+us
•图6.3 晶体三极管混频器
由于U1m>>Usm，且Usm<1, 所以三极管混频器电路是线 性时变电路。EB+u1是时变工作点电压。在时变工作点 附近，把iC用台劳级数展开
•(6.2―1) • 其中，第一项iC0=f(EB+u1)称为混频器的静态时变 集电极电流, 如图6.4所示。可用傅氏级数展开为
3. 混频失真与干扰 混频器的失真有频率失真和非线性失真。此外， 由于器件的非线性还存在着组合频率。某些组合频率 往往是伴随有用信号而存在的，严重地影响了混频器 的正常工作及性能,称之为组合频率干扰。因此，如何 减小失真与干扰是混频器研究中的一个重要问题。
4. 选择性 所谓选择性是指混频器选取出有用的中频信号而 滤除其他信号的能力。选择性越好输出信号的频谱纯 度越高。选择性主要取决于混频器输出端的中频带通 滤波器的性能。 另外，对混频器的要求还有动态范围、稳定性等 等。
2. 噪声系数NF 噪声系数的定义为
•输入信号功率与输入噪声功率之比 •输出信号功率与输出噪声功率之比
由于电路内部噪声的存在。输出信噪比总是小于 输入信噪比，所以噪声系数NF始终大于1。
NF越大，说明电路的内部噪声越大；NF越小，说 明电路内部噪声越小。理想情况，电路内部无噪声， NF=1。
混频器由于处于接收机电路的前端，对整机噪声 性能的影响很大，所以减小混频器的噪声系数是至关 重要的。
高频电子线路第6章混频
2020年8月2日星期日
6.1 概述
混频(或变频)是将信号的频率由一个数值变换成另 一个数值的过程。完成这种功能的电路叫混频器(或变 频器)。如广播收音机，中波波段信号载波的频率为 535kHz~1.6MHz，接收机中本地振荡的频率相应为 1~2.065MHz，在混频器中这两个信号的频率相减，输 出信号的频率等于中频频率465kHz。
•(6.2―2 )
•iC
0
•图6.4 静态时变集电极电流
式(6.2―1)中，f′(EB+u1)是晶体三极管的时变跨导 g(t)，其波形如图6.5所示。同样可以把g(t)用傅氏级数 展开
•(6.2― 3) • 式中，g0是时变电导的平均分量(直流跨导)；g1 是基波跨导；g2称为二次谐波跨导。因此，式(6.2―1) 中的第二项可以写成
6.8分别画出了gc与U1m和EB关系曲线。由图可见，gc与 U1m和EB的关系是非线性关系，U1m和EB过大或过小， gc都较小，只有在一段范围内gc较大。
•图6.7 g(t)、gc与U1m的关系
•它仍然是AM调幅波, 但载波频率变成了ωi
关系也可近似写成
•(6.2―9) • 其中，iB0为静态时变输入电流(受u1控制)；gi(t)是 时变输入电导，把它用傅氏级数展开
•(6.2―10 • 由于混频器输入回路调谐于信号频率fs，因) 此分 析混频器时仅考虑基极电流iB中的信号频率电流
•(6.2―7)
这里 RL为LC并联谐振回路的有载谐振阻抗。中频 输出电压的幅度
•若输入信号us是普通调幅波，即 us=Usmo(1+macosΩt)cosωCt。
•(6.2―8 )
•如果带通滤波器的带宽足够，即B>2Ω，带内阻抗可近 似等于有载谐振阻抗RL。输出的中频电压近似等于 ui=gcRLUsmo(1+macosΩt)cosωit。
此外电视差转机收发频道的转换，卫星通信中上 行、下行频率的变换等等都必须采用混频器。
混频器电路是由信号相乘电路，本地振荡器和带 通滤波器组成，如图6.2所示。
信号相乘电路的输入信号一个是外来的已调波us ，另一个是由本地振荡器产生的等幅正弦波u1。us与u1 相乘产生和、差频信号，再经过带通滤波器取出差频( 或和频)信号ui。
图6.1(a)画出了混频器输入、输出信号的时域波形 。经过混频，信号的载频由高频变成中频，但包络的 形状不变。图6.1(b)画出了输入与输出信号的频谱。经 过混频，载波频率由高频fs变成中频fi，频谱结构没有 变化。所以混频是线性频率变换，也是频谱搬移。
•图6.1 混频器功能图
在无线电技术中，混频的应用非常普遍。在超外 差式接收机中，所有输入信号的频率都要变成中频， 广播收音机的中频等于465kHz，电视接收机的中频等 于38MHz。在发射机中，为了提高发射信号的频率稳 定度，采用一个频率较低的石英晶体振荡器做主振荡 器，产生一个频率非常稳定的主振信号，然后经过频 率的加、减、乘、除运算变换成射频。
• (6.2―4)
••‘'
• 图6.5 时变跨导 g(t)
其中，中频电流分量，即本振频率与信号频率的 差频分量等于
•式中
•集电极中频电流幅度 •输入信号电压幅度
•(6.2―5) •(6.2―6)
• 称其为混频跨导，其值等于基波跨导的一半。在 忽略晶体管输出阻抗的情况下，经集电极带通滤波器 的滤波，取出中频电压
6.2 混频电路
6.2.1 三极管混频器
三极管混频器电路如图6.3所示。设接收的信号
us=Usmcosωst，本机振荡电压u1=U1mcosω1t，基极直流 偏置电压为EB，集电极负载为谐振频率等于中频fi=f1fs的带通滤波器。忽略基调效应时，集电极电流iC可近 似表示为uBE的单元函数，
iC=f(uBE),
•图6.2 混频电路的组成框图
1.混频增益KPc
混频增益是指混频器输出的中频信号功率Pi与输 入信号功率Ps之比。
•用分贝表示为
•(6.1―1)
•(6.1―2)
•混频增益的高低与混频电路的形式有关。二极管 混频电路的增益KPc＜1；三极管、场效应管和模拟 乘法器构成的混频电路，其增益可以大于1。